Raios cósmicos misteriosos podem estar vindo daqui

Por , em 25.09.2017

Os raios cósmicos de mais alta energia a atingir a Terra finalmente tiveram seu ponto de origem definido. E ele não vem de nenhum lugar na Via Láctea.

O mistério de onde esses raios se originam confunde cientistas há 50 anos, mas agora um novo estudo é apresentado como a primeira evidência sólida de que as partículas subatômicas que bombardeiam a Terra são de origem extragaláctica, confirmando uma antiga teoria.

O trabalho foi realizado no Observatório Pierre Auger, o maior detector de raios cósmicos já construído. Envolveu mais de 400 cientistas de 18 diferentes países.

“Estamos agora consideravelmente mais perto de resolver o mistério de onde e como essas partículas extraordinárias são criadas, uma questão de grande interesse para a astrofísica”, disse Karl-Heinz Kampert, professor da Universidade de Wuppertal, na Alemanha, e porta-voz da colaboração.

Viagem luminosa

Os raios cósmicos de alta energia são a radiação composta de prótons e núcleos de elementos como o hidrogênio e o ferro, que viajam pelo universo sob a velocidade da luz.

Eles são até um milhão de vezes mais enérgicos do que o que pode ser alcançado com aceleradores de partículas criados pelo homem.

Também é raro que consigam de fato atingir a Terra – recebemos cerca de um raio cósmico por quilômetro quadrado a cada ano. Isso significa que, para detectá-los de forma confiável em um estudo desta natureza, é necessário um observatório gigantesco.

O Pierre Auger abrange três mil quilômetros quadrados. Dentro da área estão 1.600 detectores que coletam informações quando um raio cósmico atinge a atmosfera da Terra. Os raios criam um banho de prótons, elétrons e muons, formando um gigante disco de interações, com vários quilômetros de diâmetro. Cada uma dessas colisões é captada por uma série de detectores individuais.

Alta densidade

Em mais de 12 anos de exposição, a equipe detectou 30 mil raios cósmicos – e notou algo estranho. Mais deles vinham de uma direção particular do que de outras. E, como se verificou, esta direção tem uma densidade particularmente alta de outras galáxias.

Existe uma chance menor do que uma em um milhão de que esse padrão possa ocorrer de forma subjacente a uma direção de chegada uniforme.

“Isso indica claramente uma origem de partículas fora da Via Láctea. É um resultado muito emocionante, fruto de anos de trabalho cuidadoso com um gigante detector altamente sintonizado”, disse o pesquisador Bruce Dawson, professor do grupo de Física de Alta Energia da Universidade de Adelaide.

“Esta é a primeira evidência conclusiva de que o material atômico real, assim como a luz das estrelas, chega à Terra a partir de galáxias distantes”.

Ainda não sabemos o que origina os raios cósmicos. As possibilidades sugeridas incluem buracos negros supermassivos, colisões galácticas, rajadas de raios gama e supernovas.

Estudando o Universo

Nenhuma dessas hipóteses já foi comprovada, mas estudá-las ainda é útil. Elas nos ajudam a entender a composição das galáxias e os processos pelos quais as partículas se aceleram a velocidades tão extremas.

Estudar os raios cósmicos pode, também, ajudar-nos a entender como os núcleos se formam.

A equipe tem mais trabalho pela frente, mas primeiro o Observatório precisa de uma atualização para se aprimorar na fonte das partículas. Ele vem recebendo placas de circuito atualizadas que podem processar sinais de forma mais rápida e precisa, além de detectores adicionais.

Quando ele retornar à ativa, começaremos a chegar ainda mais perto de onde exatamente esses raios cósmicos começam a vir até nós.

A pesquisa foi publicada na revista Science, após revisão em pares. [ScienceAlert]

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